Random noise promotes slow heterogeneous synaptic dynamics important for robust working memory computation

计算 动力学(音乐) 噪音(视频) 计算机科学 工作记忆 神经科学 心理学 算法 物理 人工智能 声学 认知 图像(数学)
作者
Nuttida Rungratsameetaweemana,Robert Kim,Thiparat Chotibut,Terrence J. Sejnowski
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:122 (3) 被引量:1
标识
DOI:10.1073/pnas.2316745122
摘要

Recurrent neural networks (RNNs) based on model neurons that communicate via continuous signals have been widely used to study how cortical neural circuits perform cognitive tasks. Training such networks to perform tasks that require information maintenance over a brief period (i.e., working memory tasks) remains a challenge. Inspired by the robust information maintenance observed in higher cortical areas such as the prefrontal cortex, despite substantial inherent noise, we investigated the effects of random noise on RNNs across different cognitive functions, including working memory. Our findings reveal that random noise not only speeds up training but also enhances the stability and performance of RNNs on working memory tasks. Importantly, this robust working memory performance induced by random noise during training is attributed to an increase in synaptic decay time constants of inhibitory units, resulting in slower decay of stimulus-specific activity critical for memory maintenance. Our study reveals the critical role of noise in shaping neural dynamics and cognitive functions, suggesting that inherent variability may be a fundamental feature driving the specialization of inhibitory neurons to support stable information processing in higher cortical regions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
研友_VZG7GZ应助姚友进采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
WJH完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
whywhy发布了新的文献求助40
1秒前
雪梨完成签到,获得积分10
1秒前
充电宝应助欣喜寻云采纳,获得10
1秒前
从容的从凝完成签到,获得积分10
2秒前
沸羊羊完成签到,获得积分10
2秒前
无敌鱼完成签到,获得积分10
2秒前
熟睡的妻子完成签到,获得积分10
2秒前
研友_LMg3PZ完成签到,获得积分10
2秒前
db完成签到,获得积分10
2秒前
SciGPT应助100w采纳,获得10
2秒前
ao完成签到,获得积分10
3秒前
坦率的浩阑完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
ivVvyyy完成签到,获得积分10
3秒前
pacify完成签到 ,获得积分10
3秒前
微纳组刘同完成签到,获得积分10
3秒前
CC完成签到 ,获得积分10
3秒前
slowstar完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
轻松的小白菜完成签到,获得积分10
4秒前
和谐的鹤轩完成签到 ,获得积分10
4秒前
玩命的语蝶完成签到,获得积分10
4秒前
Antonio完成签到 ,获得积分10
5秒前
文人青完成签到,获得积分10
5秒前
如初完成签到,获得积分10
5秒前
仁爱致远发布了新的文献求助10
5秒前
桃子味儿的修勾完成签到 ,获得积分10
5秒前
过时的大炮完成签到 ,获得积分10
6秒前
怡然的白开水完成签到,获得积分10
6秒前
十二完成签到 ,获得积分10
6秒前
木头人完成签到,获得积分10
6秒前
小桃子完成签到,获得积分10
6秒前
黑猫紧张完成签到,获得积分10
7秒前
kk发布了新的文献求助10
7秒前
翁雁丝完成签到 ,获得积分10
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
近红外光谱定性分析原理、技术及应用 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6530877
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8323557
关于积分的说明 17820118
捐赠科研通 5632303
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2932507
邀请新用户注册赠送积分活动 1909181
关于科研通互助平台的介绍 1768444